QCM : Quantité de matière et concentrations — 18 questions

Question 1

1. Combien vaut approximativement la constante d’Avogadro ?

9{,}81\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}

3{,}00\times10^{8}\ \mathrm{mol^{-1}}

6{,}02\times10^{-23}\ \mathrm{mol^{-1}}

6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}

Explication

La constante d’Avogadro vaut $6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ . L’exposant négatif correspondrait à une valeur extrêmement petite et ne décrit pas le nombre d’entités associé à une mole.

Answer

$$6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$$

Question 2

2. Quelle expression représente correctement la masse volumique de l’eau ?

1\ \mathrm{kg/L}=1\ \mathrm{g/L}

1000\ \mathrm{g/L}=1\ \mathrm{g/mL}

1\ \mathrm{g/L}=1000\ \mathrm{g/mL}

1000\ \mathrm{g/L}=1\ \mathrm{kg/m^3}

Explication

La masse volumique de l’eau est de $1000\ \mathrm{g/L}$ , ce qui équivaut à $1\ \mathrm{g/mL}$ . En revanche, $1\ \mathrm{kg/m^3}$ correspond à $1\ \mathrm{g/L}$ , et non à la masse volumique de l’eau.

Answer

$$1000\ \mathrm{g/L}=1\ \mathrm{g/mL}$$

Question 3

3. Dans quelles conditions le volume molaire d’un gaz vaut-il approximativement $22{,}4\ \mathrm{L/mol}$ ?

À

0\ ^\circ\mathrm{C}

et

1\ \mathrm{bar}

À

0\ ^\circ\mathrm{C}

et

1013\ \mathrm{hPa}

À

25\ ^\circ\mathrm{C}

et

1013\ \mathrm{hPa}

À

25\ ^\circ\mathrm{C}

et

1\ \mathrm{bar}

Explication

Le volume molaire vaut $22{,}4\ \mathrm{L/mol}$ dans les conditions normales, soit $0\ ^\circ\mathrm{C}$ et $1013\ \mathrm{hPa}$ . À température ambiante et sous $1\ \mathrm{bar}$ , il vaut plutôt environ $24{,}5\ \mathrm{L/mol}$ .

Answer

À $$0\ ^\circ\mathrm{C}$$ et $$1013\ \mathrm{hPa}$$

Question 4

4. Un échantillon contient $1{,}204\times10^{24}$ entités. Quelle quantité de matière contient-il ?

2{,}00\ \mathrm{mol}

0{,}500\ \mathrm{mol}

2{,}00\times10^{24}\ \mathrm{mol}

6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol}

Explication

En utilisant $n=\frac{N}{N_A}$ , on obtient $n=\frac{1{,}204\times10^{24}}{6{,}02\times10^{23}}=2{,}00\ \mathrm{mol}$ . Le nombre d’entités $N$ est sans unité, tandis que la quantité de matière $n$ s’exprime en moles.

Answer

$$2{,}00\ \mathrm{mol}$$

Question 5

5. Une substance possède une masse de $18\ \mathrm{g}$ et une masse molaire de $36\ \mathrm{g/mol}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

648\ \mathrm{mol}

0{,}50\ \mathrm{mol}

2{,}0\ \mathrm{mol}

54\ \mathrm{mol}

Explication

La relation $n=\frac{m}{M}$ donne $n=\frac{18}{36}=0{,}50\ \mathrm{mol}$ . La masse doit être exprimée en grammes et la masse molaire en grammes par mole pour obtenir une quantité en moles.

Answer

$$0{,}50\ \mathrm{mol}$$

Question 6

6. Quelle est la masse molaire du dioxyde de carbone $\mathrm{CO_2}$ , avec $M(\mathrm C)=12{,}0\ \mathrm{g/mol}$ et $M(\mathrm O)=16{,}0\ \mathrm{g/mol}$ ?

32{,}0\ \mathrm{g/mol}

28{,}0\ \mathrm{g/mol}

40{,}0\ \mathrm{g/mol}

44{,}0\ \mathrm{g/mol}

Explication

La formule contient un atome de carbone et deux atomes d’oxygène, donc $M(\mathrm{CO_2})=12{,}0+2\times16{,}0=44{,}0\ \mathrm{g/mol}$ . La valeur $28{,}0\ \mathrm{g/mol}$ ne tient pas compte correctement des deux atomes d’oxygène.

Answer

$$44{,}0\ \mathrm{g/mol}$$

Question 7

7. Un liquide a une masse de $250\ \mathrm{g}$ et occupe un volume de $0{,}50\ \mathrm{L}$ . Quelle est sa masse volumique ?

0{,}002\ \mathrm{g/L}

125\ \mathrm{g/L}

500\ \mathrm{g/L}

250{,}5\ \mathrm{g/L}

Explication

La relation $\rho=\frac{m}{V}$ donne $\rho=\frac{250}{0{,}50}=500\ \mathrm{g/L}$ . Multiplier la masse par le volume, au lieu de la diviser par celui-ci, ne correspond pas à la définition de la masse volumique.

Answer

$$500\ \mathrm{g/L}$$

Question 8

8. Un liquide a une masse volumique de $800\ \mathrm{g/L}$ , tandis que celle de l’eau vaut $1000\ \mathrm{g/L}$ . Quelle est sa densité par rapport à l’eau ?

1{,}25

, sans unité

0{,}80

, sans unité

800\ \mathrm{g/L}

1800\ \mathrm{g/L}

Explication

La densité vaut $d=\frac{\rho(\text{liquide})}{\rho(\text{eau})}=\frac{800}{1000}=0{,}80$ et ne possède pas d’unité. Une valeur exprimée en $\mathrm{g/L}$ désigne une masse volumique, pas une densité.

Answer

$$0{,}80$$, sans unité

Question 9

9. Un gaz occupe un volume de $12{,}25\ \mathrm{L}$ à température ambiante, où $V_m=24{,}5\ \mathrm{L/mol}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

0{,}50\ \mathrm{mol}

300{,}1\ \mathrm{mol}

36{,}75\ \mathrm{mol}

2{,}0\ \mathrm{mol}

Explication

Pour un gaz, la relation $n=\frac{V}{V_m}$ donne $n=\frac{12{,}25}{24{,}5}=0{,}50\ \mathrm{mol}$ . Cette formule relie directement le volume gazeux au volume molaire dans les mêmes conditions.

Answer

$$0{,}50\ \mathrm{mol}$$

Question 10

10. Pour calculer la concentration molaire d’une solution, quel volume faut-il utiliser dans la relation $c=\frac{n}{V}$ ?

Le volume occupé par les particules en litres

Le volume de soluté dissous en litres

Le volume total de la solution en litres

Le volume du solvant ajouté en litres

Explication

La concentration molaire rapporte la quantité de matière au volume total de la solution, exprimé en litres. Utiliser le volume du solvant seul conduirait à une grandeur différente de celle recherchée.

Answer

Le volume total de la solution en litres

Question 11

11. Une solution contient $0{,}50\ \mathrm{g}$ de soluté dans $0{,}25\ \mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration massique ?

0{,}50\ \mathrm{g\,L^{-1}}

0{,}125\ \mathrm{g\,L^{-1}}

8{,}0\ \mathrm{g\,L^{-1}}

2{,}0\ \mathrm{g\,L^{-1}}

Explication

La concentration massique se calcule avec $C_m=\frac{m}{V}$ , soit $\frac{0{,}50}{0{,}25}=2{,}0\ \mathrm{g\,L^{-1}}$ . La concentration molaire ferait intervenir une quantité de matière et non une masse directement.

Answer

$$2{,}0\ \mathrm{g\,L^{-1}}$$

Question 12

12. Une solution a une concentration molaire de $0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ et le soluté possède une masse molaire de $50\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ . Quelle est sa concentration massique ?

2{,}5\ \mathrm{g\,L^{-1}}

10\ \mathrm{g\,L^{-1}}

50{,}2\ \mathrm{g\,L^{-1}}

0{,}004\ \mathrm{g\,L^{-1}}

Explication

Le lien entre les deux concentrations est $C_m=c\times M$ , donc $C_m=0{,}20\times50=10\ \mathrm{g\,L^{-1}}$ . Diviser par la masse molaire ne permettrait pas d’obtenir une concentration massique.

Answer

$$10\ \mathrm{g\,L^{-1}}$$

Question 13

13. Quelle masse de soluté de masse molaire $80\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ faut-il peser pour préparer $0{,}50\ \mathrm{L}$ d’une solution de concentration $0{,}25\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ ?

10\ \mathrm{g}

0{,}00625\ \mathrm{g}

40\ \mathrm{g}

160\ \mathrm{g}

Explication

La masse se calcule avec $m=c\times V\times M$ , ce qui donne $0{,}25\times0{,}50\times80=10\ \mathrm{g}$ . Omettre le volume ou l’utiliser comme un facteur inverse modifierait incorrectement le résultat.

Answer

$$10\ \mathrm{g}$$

Question 14

14. Lors d’une dilution, quelle égalité traduit la conservation de la quantité de matière du soluté ?

c(\text{mère})V(\text{fille})=c(\text{fille})V(\text{mère})

c(\text{mère})+V(\text{mère})=c(\text{fille})+V(\text{fille})

\frac{c(\text{mère})}{V(\text{mère})}=\frac{c(\text{fille})}{V(\text{fille})}

c(\text{mère})V(\text{mère})=c(\text{fille})V(\text{fille})

Explication

La quantité de matière du soluté est égale au produit concentration-volume avant et après dilution. La concentration diminue, mais l’augmentation du volume compense cette diminution dans le produit.

Answer

$$c(\text{mère})V(\text{mère})=c(\text{fille})V(\text{fille})$$

Question 15

15. Une solution mère de concentration $2{,}0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ est diluée pour obtenir une solution fille de concentration $0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quel est le facteur de dilution ?

1{,}5

4

2{,}5

0{,}25

Explication

Le facteur de dilution vaut $F=\frac{c(\text{mère})}{c(\text{fille})}=\frac{2{,}0}{0{,}50}=4$ . Un facteur inférieur à un correspondrait à un rapport inversé et ne décrirait pas correctement cette dilution.

Answer

Une partie du soluté reste solide et forme un précipité

Answer

12 neutrons

Answer

Repérer la grandeur cherchée, écrire la formule, convertir les unités, calculer et vérifier

Question 16

16. Une solution contient une concentration massique $C_m$ supérieure à la solubilité $s$ du soluté. Que se produit-il ?

La concentration massique devient automatiquement égale à zéro

Toute la masse du soluté se dissout avec une concentration accrue

Une partie du soluté reste solide et forme un précipité

Le solvant se transforme en solide au fond du récipient

Explication

Lorsque $C_m>s$ , la quantité de soluté introduite dépasse ce que le solvant peut dissoudre, si bien qu’une partie reste solide sous forme de précipité. La dissolution complète est obtenue lorsque $C_m\leq s$ .

Question 17

17. Un atome possède $A=23$ nucléons et $Z=11$ protons. Combien compte-t-il de neutrons ?

23 neutrons

12 neutrons

11 neutrons

34 neutrons

Explication

Le nombre de neutrons est donné par $A-Z$ , donc $23-11=12$ . Le nombre $Z$ correspond aux protons, tandis que $A$ regroupe protons et neutrons.

Question 18

18. Quelle démarche est la plus rigoureuse pour résoudre un exercice de chimie numérique ?

Repérer la grandeur cherchée, écrire la formule, convertir les unités, calculer et vérifier

Convertir les unités après le calcul afin de conserver les valeurs données

Choisir une formule connue, calculer rapidement et présenter le nombre obtenu

Insérer directement les nombres dans une formule puis arrondir sans contrôler l’unité

Explication

Une résolution fiable commence par l’identification de la grandeur demandée et des données, puis suit l’écriture littérale, la conversion des unités, le calcul, l’unité et la vérification de cohérence. Calculer avant de convertir ou sans vérifier l’unité peut produire un résultat numériquement plausible mais faux.

QCM : Quantité de matière et concentrations — 18 questions

Questions et réponses du QCM

1. Combien vaut approximativement la constante d’Avogadro ?

2. Quelle expression représente correctement la masse volumique de l’eau ?

3. Dans quelles conditions le volume molaire d’un gaz vaut-il approximativement $22{,}4\ \mathrm{L/mol}$ ?

4. Un échantillon contient $1{,}204\times10^{24}$ entités. Quelle quantité de matière contient-il ?

5. Une substance possède une masse de $18\ \mathrm{g}$ et une masse molaire de $36\ \mathrm{g/mol}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

6. Quelle est la masse molaire du dioxyde de carbone $\mathrm{CO_2}$ , avec $M(\mathrm C)=12{,}0\ \mathrm{g/mol}$ et $M(\mathrm O)=16{,}0\ \mathrm{g/mol}$ ?

7. Un liquide a une masse de $250\ \mathrm{g}$ et occupe un volume de $0{,}50\ \mathrm{L}$ . Quelle est sa masse volumique ?

8. Un liquide a une masse volumique de $800\ \mathrm{g/L}$ , tandis que celle de l’eau vaut $1000\ \mathrm{g/L}$ . Quelle est sa densité par rapport à l’eau ?

9. Un gaz occupe un volume de $12{,}25\ \mathrm{L}$ à température ambiante, où $V_m=24{,}5\ \mathrm{L/mol}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

10. Pour calculer la concentration molaire d’une solution, quel volume faut-il utiliser dans la relation $c=\frac{n}{V}$ ?

11. Une solution contient $0{,}50\ \mathrm{g}$ de soluté dans $0{,}25\ \mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration massique ?

12. Une solution a une concentration molaire de $0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ et le soluté possède une masse molaire de $50\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ . Quelle est sa concentration massique ?

13. Quelle masse de soluté de masse molaire $80\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ faut-il peser pour préparer $0{,}50\ \mathrm{L}$ d’une solution de concentration $0{,}25\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ ?

14. Lors d’une dilution, quelle égalité traduit la conservation de la quantité de matière du soluté ?

15. Une solution mère de concentration $2{,}0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ est diluée pour obtenir une solution fille de concentration $0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quel est le facteur de dilution ?

16. Une solution contient une concentration massique $C_m$ supérieure à la solubilité $s$ du soluté. Que se produit-il ?

17. Un atome possède $A=23$ nucléons et $Z=11$ protons. Combien compte-t-il de neutrons ?

18. Quelle démarche est la plus rigoureuse pour résoudre un exercice de chimie numérique ?

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Questions et réponses du QCM

1. Combien vaut approximativement la constante d’Avogadro ?

2. Quelle expression représente correctement la masse volumique de l’eau ?

3. Dans quelles conditions le volume molaire d’un gaz vaut-il approximativement 22,4 L/mol22{,}4\ \mathrm{L/mol}22,4 L/mol ?

4. Un échantillon contient 1,204×10241{,}204\times10^{24}1,204×1024 entités. Quelle quantité de matière contient-il ?

5. Une substance possède une masse de 18 g18\ \mathrm{g}18 g et une masse molaire de 36 g/mol36\ \mathrm{g/mol}36 g/mol. Quelle est sa quantité de matière ?

6. Quelle est la masse molaire du dioxyde de carbone CO2\mathrm{CO_2}CO2​, avec M(C)=12,0 g/molM(\mathrm C)=12{,}0\ \mathrm{g/mol}M(C)=12,0 g/mol et M(O)=16,0 g/molM(\mathrm O)=16{,}0\ \mathrm{g/mol}M(O)=16,0 g/mol ?

7. Un liquide a une masse de 250 g250\ \mathrm{g}250 g et occupe un volume de 0,50 L0{,}50\ \mathrm{L}0,50 L. Quelle est sa masse volumique ?

8. Un liquide a une masse volumique de 800 g/L800\ \mathrm{g/L}800 g/L, tandis que celle de l’eau vaut 1000 g/L1000\ \mathrm{g/L}1000 g/L. Quelle est sa densité par rapport à l’eau ?

9. Un gaz occupe un volume de 12,25 L12{,}25\ \mathrm{L}12,25 L à température ambiante, où Vm=24,5 L/molV_m=24{,}5\ \mathrm{L/mol}Vm​=24,5 L/mol. Quelle est sa quantité de matière ?

10. Pour calculer la concentration molaire d’une solution, quel volume faut-il utiliser dans la relation c=nVc=\frac{n}{V}c=Vn​ ?

11. Une solution contient 0,50 g0{,}50\ \mathrm{g}0,50 g de soluté dans 0,25 L0{,}25\ \mathrm{L}0,25 L de solution. Quelle est sa concentration massique ?

12. Une solution a une concentration molaire de 0,20 mol L−10{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}0,20 molL−1 et le soluté possède une masse molaire de 50 g mol−150\ \mathrm{g\,mol^{-1}}50 gmol−1. Quelle est sa concentration massique ?

13. Quelle masse de soluté de masse molaire 80 g mol−180\ \mathrm{g\,mol^{-1}}80 gmol−1 faut-il peser pour préparer 0,50 L0{,}50\ \mathrm{L}0,50 L d’une solution de concentration 0,25 mol L−10{,}25\ \mathrm{mol\,L^{-1}}0,25 molL−1 ?

14. Lors d’une dilution, quelle égalité traduit la conservation de la quantité de matière du soluté ?

15. Une solution mère de concentration 2,0 mol L−12{,}0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}2,0 molL−1 est diluée pour obtenir une solution fille de concentration 0,50 mol L−10{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}0,50 molL−1. Quel est le facteur de dilution ?

16. Une solution contient une concentration massique CmC_mCm​ supérieure à la solubilité sss du soluté. Que se produit-il ?

17. Un atome possède A=23A=23A=23 nucléons et Z=11Z=11Z=11 protons. Combien compte-t-il de neutrons ?

18. Quelle démarche est la plus rigoureuse pour résoudre un exercice de chimie numérique ?

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3. Dans quelles conditions le volume molaire d’un gaz vaut-il approximativement $22{,}4\ \mathrm{L/mol}$ ?

4. Un échantillon contient $1{,}204\times10^{24}$ entités. Quelle quantité de matière contient-il ?

5. Une substance possède une masse de $18\ \mathrm{g}$ et une masse molaire de $36\ \mathrm{g/mol}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

6. Quelle est la masse molaire du dioxyde de carbone $\mathrm{CO_2}$ , avec $M(\mathrm C)=12{,}0\ \mathrm{g/mol}$ et $M(\mathrm O)=16{,}0\ \mathrm{g/mol}$ ?

7. Un liquide a une masse de $250\ \mathrm{g}$ et occupe un volume de $0{,}50\ \mathrm{L}$ . Quelle est sa masse volumique ?

8. Un liquide a une masse volumique de $800\ \mathrm{g/L}$ , tandis que celle de l’eau vaut $1000\ \mathrm{g/L}$ . Quelle est sa densité par rapport à l’eau ?

9. Un gaz occupe un volume de $12{,}25\ \mathrm{L}$ à température ambiante, où $V_m=24{,}5\ \mathrm{L/mol}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

10. Pour calculer la concentration molaire d’une solution, quel volume faut-il utiliser dans la relation $c=\frac{n}{V}$ ?

11. Une solution contient $0{,}50\ \mathrm{g}$ de soluté dans $0{,}25\ \mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration massique ?

12. Une solution a une concentration molaire de $0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ et le soluté possède une masse molaire de $50\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ . Quelle est sa concentration massique ?

13. Quelle masse de soluté de masse molaire $80\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ faut-il peser pour préparer $0{,}50\ \mathrm{L}$ d’une solution de concentration $0{,}25\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ ?

15. Une solution mère de concentration $2{,}0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ est diluée pour obtenir une solution fille de concentration $0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quel est le facteur de dilution ?

16. Une solution contient une concentration massique $C_m$ supérieure à la solubilité $s$ du soluté. Que se produit-il ?

17. Un atome possède $A=23$ nucléons et $Z=11$ protons. Combien compte-t-il de neutrons ?